Question

9．我們要持之以恒，建設(shè)天藍(lán)、地綠、水清的中國．水處理技術(shù)在生活、生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，對工業(yè)廢水和生活污水進(jìn)行處理是防止水體污染、改善水質(zhì)的主要措施．
（1）①生活用水必須保證安全，自來水廠需要對取自江河湖泊中的淡水進(jìn)行a．殺毒滅菌，b．混凝沉淀，c．過濾等工藝處理，這三項(xiàng)處理的正確順序是bca（填字母）
②工業(yè)上常用硫酸亞鐵作混凝劑除去天然水中含有的懸浮物和膠體，為了達(dá)到更好的效果，要將待處理水的pH值調(diào)到9左右，再加入綠礬．請解釋這一做法的原因：Fe²⁺在堿性條件下易被氧化成Fe³⁺，進(jìn)而水解生成Fe（OH）₃膠體，起到較好的混凝作用，4Fe²⁺+O₂+2H₂O+8OH^-=4Fe（OH）₂（膠體）（用必要的離子方程式和文字描述）；
③下列試劑能夠用來對自來水進(jìn)行殺菌消毒，且不會(huì)造成二次污染的是d（填字母）
a．福爾馬林        b．漂白粉           c．氯氣       d．臭氧
④石灰純堿法是常用的硬水軟化方法．已知25℃時(shí)Ksp=2.8×10^-9，現(xiàn)將等體積的Ca（OH）₂溶液與Na₂CO₃溶液混合（假設(shè)溶液體積具有加和性），若Na₂CO₃溶液的濃度為.6×10-5mol•L^-1，則生成沉淀所需Ca（OH）₂溶液的最小濃度為2.0×10^-4mol•L^-1．
（2）金屬鉻污染環(huán)境，其主要來源于冶金、水泥等工業(yè)產(chǎn)生的廢水．某興趣小組擬定以下流程，對Cr³⁺、Fe²⁺等離子的廢水進(jìn)行無公害處理

請回答下列問題
①寫出加入雙氧水后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：2Fe²⁺+H₂O₂+2H+=2Fe³⁺+2H₂O；
②過濾操作需要的玻璃儀器是燒杯、漏斗、玻璃棒；
③活性炭的作用是吸附溶液在水中的雜質(zhì)，并除去水中的異味．

Answer 1

分析 （1）①先沉淀、再過濾，最后消毒處理；
②將待處理水的pH調(diào)到9左右，再加入綠礬，可得到鐵離子，水解生成膠體；
③對自來水進(jìn)行殺菌消毒，且不會(huì)造成二次污染，只有臭氧的還原產(chǎn)物對水無污染；
④Na₂CO₃溶液的濃度為2.8×10^-5mol/L，等體積混合后溶液中c（CO₃^2-）=1.4×10^-5mol/L，根據(jù)Ksp=c（CO₃^2-）•c（Ca²⁺）計(jì)算沉淀時(shí)混合溶液中c（Ca²⁺）；
（2）含Cr³⁺、Fe²⁺、Ca²⁺等離子的廢水加入過氧化氫，可氧化Fe²⁺生成Fe³⁺，然后加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH=8可除去Cr³⁺、Fe³⁺，過濾后濾液用鈉離子交換樹脂除去Ca²⁺，最后用活性炭吸附溶解在水中的雜質(zhì)，并除去水中的異味，可得用于日常生活的凈化水，以此解答該題．

解答 解：（1）①生活用水必須保證安全，自來水廠需要對取自江河湖泊中的淡水進(jìn)行殺菌消毒、混凝沉淀、過濾等工藝處理，這三項(xiàng)處理的正確順序是混凝沉淀→過濾→殺菌消毒，故答案為：bca；
②工業(yè)上常用硫酸亞鐵作混凝劑除去天然水中含有的懸浮物和膠體，為了達(dá)到更好的效果，要將待處理水的pH調(diào)到9左右，再加綠礬，原因：Fe²⁺在堿性條件下易被氧化成Fe³⁺，進(jìn)而水解生成Fe（OH）₃膠體，起到較好的混凝作用，4Fe²⁺+O₂+2H₂O+8OH^-=4Fe（OH）₃（膠體），
故答案為：Fe²⁺在堿性條件下易被氧化成Fe³⁺，進(jìn)而水解生成Fe（OH）₃膠體，起到較好的混凝作用，4Fe²⁺+O₂+2H₂O+8OH^-=4Fe（OH）₂（膠體）；
③福爾馬林有毒，含氯物質(zhì)可導(dǎo)致二次污染，則能夠用來對自來水進(jìn)行殺菌消毒，且不會(huì)造成二次污染的只有臭氧，故答案為：d；
④Na₂CO₃溶液的濃度為5.6×10^-5mol/L，等體積混合后溶液中c（CO₃^2-）=$\frac{1}{2}$×5.6×10^-5mol/L=2.8×10^-5mol/L，根據(jù)Ksp=c（CO₃^2-）•c（Ca²⁺）=2.8×10^-9可知，c（Ca²⁺）=$\frac{2.8×1{0}^{-9}}{2.8×1{0}^{-5}}$mol/L=1×10^-4mol/L，原溶液Ca（OH）₂溶液的最小濃度為混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍，故原溶液Ca（OH）₂溶液的最小濃度為2×1×10^-4mol/L=2×10^-4mol/L，故答案為：2.0×10^-4mol•L^-1；
（2）含Cr³⁺、Fe²⁺、Ca²⁺等離子的廢水加入過氧化氫，可氧化Fe²⁺生成Fe³⁺，然后加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH=8可除去Cr³⁺、Fe³⁺，過濾后濾液用鈉離子交換樹脂除去Ca²⁺，最后用活性炭吸附溶解在水中的雜質(zhì)，并除去水中的異味，可得用于日常生活的凈化水，
①過氧化氫可氧化Fe²⁺生成Fe³⁺，反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H+=2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H+=2Fe³⁺+2H₂O；
②過濾常用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒，故答案為：燒杯、漏斗、玻璃棒；
③活性炭具有吸附作用，可吸附溶解在水中的雜質(zhì)，并除去水中的異味，故答案為：吸附溶液在水中的雜質(zhì)，并除去水中的異味．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的分離、提純的綜合應(yīng)用，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�本題注重氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，難度不大，離子的檢驗(yàn)是高考的熱點(diǎn)，注意離子方程式的書寫．